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Title in Portuguese: Potencial biológico dos extratos obtidos da folha do cumaru (Amburana cearensis A.C. Smith) sobre bactérias transmitidas por alimentos
Title: Biological potential of extracts obtained from cumaru leaf (Amburana cearensis A.C. Smith) on foodborne bacteria
Author: Lima, Carolline de Brito
Advisor(s): Figueiredo, Evânia
Co-advisor(s): Oliveira, Luciana
Keywords: Cumaru
Atividade antimicrobiana
Microcápsulas
Issue Date: 2018
Citation: LIMA, Carolline de Brito. Potencial biológico dos extratos obtidos da folha do cumaru (Amburana cearensis A.C. Smith) sobre bactérias transmitidas por alimentos. 2018. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: Os vegetais produzem a partir de seu metabolismo secundário compostos bioativos que apresentam propriedade antimicrobiana. Com isso, existe um cresce interesse da indústria de alimentos em utilizar extratos vegetais como antimicrobianos naturais em substituição aos sintéticos. O aumento no interesse dos consumidores por produtos mais naturais, o caráter carcinogênico e teratogênico que vem sendo atribuído aos conservantes sintéticos e o crescimento da resistência microbiana a conservantes tradicionais, tem justificado essa substituição. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana dos extratos brutos e microencapsulados obtidos da folha de cumaru frente bactérias transmitidas em alimentos. Foram elaborados três extratos a partir da folha de cumaru, o extrato aquoso (EA) pelo método de decocção e os extratos hidroalcoólico 50:50 (EHA 50:50) e hidroalcoólico 70:30 (EHA 70:30) pelo método de maceração. Os extratos foram caracterizados quanto ao rendimento de extração, determinação de compostos fenólicos totais, antioxidantes totais e toxicidade. A atividade antimicrobiana dos extratos foi determinada frente aos microrganismos Gram positivo (Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus) e Gram negativo (Escherichia coli e Salmonella enteritidis). Os extratos hidroalcoólicos apresentaram melhor rendimento de extração. O EHA 50:50 diferiu dos demais apresentando maior conteúdo de compostos fenólicos e nenhum dos extratos diferiu quanto aos antioxidantes totais. Nenhum dos extratos apresentou efeito tóxico. Todos os extratos apresentaram atividade antimicrobiana frente os microrganismos estudados, sendo as bactérias Gram positivas mais sensíveis. O EA apresentou menor CIM frente ao S. aureus e o EHA 50:50 menor CBM para esse microrganismo. Os extratos hidroalcoólicos demonstraram melhor atividade antimicrobiana para os demais microrganismos testados. Como as CIM e CBM encontradas na atividade antimicrobiana dos extratos hidroalcoólicos frente aos microrganismos estudados foram semelhantes, optou-se por continuar os estudos com um extrato hidroalcoólico. O EHA 50:50 foi escolhido devido apresentar maior conteúdo de compostos fenólicos totais e requerer menor concentração de álcool no processo de extração. Avaliou-se o efeito do EA e EHA 50:50 na morfologia das células bacterianas por Microscopia Eletrônica de Transmissão e foram verificadas nítidas alterações na morfologia das bactérias quando em contato com as concentrações bactericidas desses extratos. O EA e o EHA 50:50 foram encapsulados utilizando maltodextrina, - ciclodextrina e a combinação dessas duas (1:1) como material de parede pelo método de liofilização. As microcápsulas foram caracterizadas quanto à eficiência de encapsulação, tamanho de partícula, potencial zeta, morfologia, higroscopicidade, colorimetria e atividade antimicrobiana. As microcápsulas de ambos os extratos apresentaram eficiente encapsulação dos compostos fenólicos. As microcápsulas obtidas com a mistuta de -ciclodextrina e maltodextrina apresentaram maior tamanho de partícula. O potencial zeta de todas as microcápsulas apresentaram valor negativo e estabilidade moderada. As microcápsulas obtidas por liofilização apresentaram morfologia irregular. Aquelas que utilizaram a -ciclodextrina como material de parede apresentaram-se mais higroscópicas. A microencapsulação proporcionou a obtenção de extratos de coloração mais clara. As microcápsulas do extrato hidroalcoólico 50:50 apresentaram melhor atividade antimicrobiana do que as microcápsulas do extrato aquoso de cumaru. Os resultados obtidos sugerem que os extratos da folha de cumaru podem ser uma alternativa de antimicrobiano natural a ser empregado na indústria de alimentos em substituição aos conservantes sintéticos.
Abstract: Plants produce from their secondary metabolism bioactive compounds that have antimicrobial property. Thus, there is a growing interest in the food industry in using plant extracts as natural antimicrobials instead of synthetic ones. The increase in consumer interest in more natural products, the carcinogenic and teratogenic character attributed to synthetic preservatives and the growth of microbial resistance to traditional preservatives, has justified this substitution. Thus, this work had as objective to evaluate the antimicrobial activity of crude and microencapsulated extracts obtained from the leaf of cumaru against bacteria transmitted in food. Three extracts were prepared from the coumaru leaf, the aqueous extract (EA) by the decoction method and the hydroalcoholic extracts 50:50 (EHA 50:50) and hydroalcoholic 70:30 (EHA 70:30) by the maceration method. The extracts were characterized as extraction yield, determination of total phenolic compounds, total antioxidants and toxicity. The antimicrobial activity of the extracts was determined against Gram positive (Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus) and Gram negative (Escherichia coli and Salmonella enteritidis) microorganisms. The hydroalcoholic extracts presented better yield of extraction. The EHA 50:50 differed from the others presenting higher content of phenolic compounds and none of the extracts differed as to the total antioxidants. None of the extracts presented toxic effects. All the extracts presented antimicrobial activity against the studied microorganisms, being the Gram positive bacteria more sensitive. The EA had a lower CIM compared to S. aureus and the lowest 50:50 EHA CBM for this microorganism. The hydroalcoholic extracts showed better antimicrobial activity for the other microorganisms tested. As the CIM and CBM found in the antimicrobial activity of the hydroalcoholic extracts against the studied microorganisms were similar, it was decided to continue the studies with a hydroalcoholic extract. The EHA 50:50 was chosen because it presents higher content of total phenolic compounds and requires a lower concentration of alcohol in the extraction process. The effect of EA and EHA 50:50 was evaluated on the morphology of bacterial cells by Electron Transmission Electron Microscopy and sharp changes were observed in bacterial morphology when in contact with the bactericidal concentrations of these extracts. EA and 50:50 EHA were encapsulated using maltodextrin, -cyclodextrin and the combination of these two (1: 1) as the wall material by the freeze-drying method. Microcapsules were characterized for encapsulation efficiency, particle size, zeta potential, morphology, hygroscopicity, colorimetry and antimicrobial activity. The microcapsules of both extracts presented efficient encapsulation of the phenolic compounds. Microcapsules obtained with the -cyclodextrin and maltodextrin mixtures showed larger particle size. The zeta potential of all microcapsules presented negative value and moderate stability. Microcapsules obtained by lyophilization presented irregular morphology. Those that used -cyclodextrin as a wall material were more hygroscopic. The microcapsules of the 50:50 hydroalcoholic extract presented better antimicrobial activity than the microcapsules of the aqueous extract of cumaru. The results obtained suggest that the extracts of the cumaru leaf can be an alternative of antimicrobial agent to be used in the food industry as a substitute for synthetic preservatives.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/44751
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